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摘 要：为提高机械制造基础课程教学质量，从机械制造基础课程教学任务出发，分析教学特点，基于教学实例，探讨运用多媒体技术进行机械制造基础教学的优势与不足，结合教学实践经验，研究运用板书与多媒体结合的教学方式提升课堂教学质量的方法。
关键词：机械制造基础 多媒体技术 板书 教学质量
计算机技术在人们生产生活中已得到广泛运用，在校园里更是随处可见，随着教育装备资金投入的增多，多数大学教室配置了多媒体教学设备，多媒体技术在课程教学中的运用越来越广泛和频繁，甚至有的教师在教学中完全依赖投影屏幕，将传统的板书教学彻底放弃。多媒体教学的优势确实非常明显，但我们应该看到，板书教学具有多媒体教学无法比拟的优点。
本文根据机械制造基础课程的特点，研究多媒体技术在机械制造基础课程教学中的作用，分析板书教学对机械制造基础课程教学的促进作用，进而探讨如何将多媒体与板书有效结合，以提高机械制造基础课程教学质量。
1 机械制造基础教学的特点
机械制造基础课程涵盖内容多，包含信息量大。刚入校的大学生普遍存在实践经验匮乏，创新能力较弱等问题，对于工科大学生，在入学初期，让他们顺利完成从书本学习模式向从工程实践和书本中同时获取知识学习模式的转变，并对机械制造全过程建立初步的认识是十分必要的。机械制造基础课程就是担负这项任务的入门课，该课程是研究机器零件常用材料及其加工方法（选择材料→制造毛坯→加工零件）的综合性课程。它可提供工科院校学生在校期间的学习以及将来工程技术实践所需的工程材料及机械制造工艺原理、方法等基础知识。正是由于机械制造基础课程担负着从纯书本学习到兼顾工程学习的过渡任务，因此该课程具有涵盖内容多，包含信息量大的特点。该课程包括材料成型技术基础（热加工）部分的铸造、锻压、焊接，机械加工工艺基础（冷加工）部分的车、钳、铣、刨、磨、特种加工等多类知识内容，相当于十几类专业课的集成[1]。
机械制造基础课程要求多样、直观的教学手段。由于该课程与工程实践紧密相关，课堂教学时，若教师只是在黑板上书写，则会导致课堂气氛沉闷，学生提不起兴趣，许多需要切身体会才能理解的知识很难被接受，更难融进学生的头脑中。例如，讲解积屑瘤的概念及其对切削加工的影响时，学生没见过积屑瘤，也没有真实感受过塑性较好的金属和塑性较差的金属材料，不明白为什么切削塑性较好的金属时，刀尖附近的“滞留层”金属会切屑分离，并被“冷焊”在前刀面上。没有经历过工程实践的学生对部分复杂机械的工作原理和一些加工工艺过程更是难以理解。如讲解冲孔模具结构及工艺性知识时，仅依靠书本图形或教师在黑板上绘制二维视图，学生需要耗费大量的时间和精力才能理解模具的组成及部件间装配关系，空间想象力弱的学生可能直到课程结束都理解不了其中的真实内涵，如果能在课堂中加入实物，并让学生真实接触到典型模具的结构和装配过程，必能使学生的理解大大加深。
2 教学中使用多媒体技术的优势与不足
2.1 多媒体技术在机械制造基础教学中的优势
目前，多媒体教学手段主要是使用计算机放映幻灯片，运用图片、动画、录像、音乐、音响效果等触发学生的感知力，让学生产生求知欲，可以使许多过去在课堂上不易描述的场景轻而易举地得到展现[2]。
幻灯片操作十分方便。用它来展现教学意图，设计问题，调动学生兴趣，活跃课堂气氛等，既有声有色，又方便教学[3]。它能化抽象为生动形象，能将原来在黑板上不易展示的二维图形用计算机绘图软件或工具绘出，并可根据内容需要调整色彩的明暗，辅以变幻莫测的运动路径，图片出现时还可配以不同类型和强度的声音，声形并茂[4]。幻灯片在机械制造基础教学中的运用，使理论与实践知识繁多、内容庞杂、琐碎的课程充满生机，由于学生需要对基本概念和原理理解和掌握，所以该课程不会像数学课那样有大量的公式推导，也不会像工程制图课程那样有诸多典型制图范例需要在课堂上开展师生互动探讨，因此，通过以不同图片展示课堂内容，尤其是重点、难点，并辅以多变的色彩、声音、图像，是提升学生兴趣、增强课堂感染力的有效手段。
使用多媒体辅助教学，还可以在需要时插入典型机械制造工艺或某些展示制造方法的现场录像。录像展示事件发生的真实过程，给人以真实感，具有较强的可信性。在课堂教学中适当播放录像，非常容易激发学生的兴趣和求知欲。特别是一些不常见的加工方法或工艺过程，在一般的小型车间很难见到，将这类加工过程录制下来，对开拓学生视野，增加他们对基本工艺知识的综合理解能力有很大帮助。例如，在讲解电火花特种加工方法时，教材中只能给出电火花加工原理示意图和加工后零件的二维图，学生很难理解为什么电火花加工方法能加工出如此多种类繁多、形态各异的零件，如果教学时插入带有不同工具电极的电火花型腔加工过程以及电火花穿孔加工过程、电火花线切割加工的录像，学生必然对电火花加工原理及应用范围有深刻的理解，有身临其境的感觉，有些学生甚至会感慨电火花加工方法是如此神奇，图1、图2所示为电火花成形和电火花线切割加工画面。
图1 电火花穿孔加工 图2 电火花线切割加工
由于现场录像需要耗费很多人力物力，而且受设备条件等限制，有很多加工机理和工艺过程很难录制下来，相比之下，计算机动画仿真则便捷许多。动画仿真可以通过三维立体图形，从多个角度，辅之以色彩声音、剖视、放大、旋转等手段，动态展示加工机理、概念、工艺原理等难以理解的教学内容。例如，学习刀具静止参考系及刀具标注角度时，仅凭借书本上的投影关系图，学生对参考平面与刀具组成表面、切削刃间的空间位置关系很难有清晰的认识。利用视频动画，将基面（过主切削刃选定点垂直于假定主运动方向的参考平面）和切削平面（过主切削刃选定点，切于切削刃，且垂直于基面的参考平面）在三维刀具模型上给出，再展现过同一主切削刃选定点，垂直于基面和切削平面的用于标注刀具前角和后角的正交平面，学生此时会直观地看到，三个平面是两两垂直、相交于选定点的。当学生充分认识参考平面后，再将正交平面内剖切出来的刀具及基面，切削平面的图像以正视图的形式展现给他们，学生很容易从三维立体空间转换到二维空间，认清前刀面与正交平面的交线，基面与正交平面的交线，发现这两条线相交于选定点，也就认清正交平面内前刀面与基面间存在夹角，即前角。同理，通过视频动画，学生将很容易接受后角定义及前后角的作用。 2.2 多媒体技术在机械制造基础课程教学中的不足
当然，多媒体教学也存在一些不足之处。
2.2.1 多媒体教学使教师自主发挥的空间减少
多媒体教学课件是预先制作好的，课堂给教师即兴发挥的空间很少。例如，讲解刀具标注角度时，概念很多，需要介绍刀具组成、基本参考平面、前角、后角、主副偏角、刃倾角等概念，如果让学生在课堂上记住这些概念。是比较困难的，然而，学生还要理解各标注角度的作用，如果只靠多媒体课件讲解，各种图形、动画、概念和作用机理不可能在同一屏幕中展现，更没有给教师预留根据学生的理解情况随堂绘图的空间，必然导致教学效果不佳。
2.2.2 多媒体教学容易导致学生注意力分散
多媒体教学时，教师要经常操作电脑，导致学生注意力分散。课堂上学生注意力的中心是教师及其所活动的空间范围，有的教室由于教学设备安置不当，教师经常面对计算机的显示器讲课，学生却看着教室前面高悬的投影屏幕，很难直接看到教师的动作表情，师生互动受到严重影响。
2.2.3 学生会产生对多媒体课件的依赖
很多学生认为有课件可依赖，课件上已经列出了课程重点、难点，课堂上不注意听讲，也不做课堂笔记，随堂收获减少。有些学生到课程结束时，还未能理解课程的实质，认为仅复习课件内容就足够了。
3 板书对基础教学的促进作用
在机械制造基础教学过程中，板书有其积极作用。
（1）板书有直观教学的效果。在教师的语言提示下，板书会显得比较形象，容易让学生注意力集中。
（2）板书可以展示课程的重点知识，并有层次性。由于该课程内容琐碎，知识涵盖面广，课堂中更要注意突出重点，黑板不像多媒体投影屏幕那样，内容随教师的讲解随时在变动，板书的内容可以一直保留到一次课结束，因此，如果板书运用适当，将有助于教师突出课程重点，可起到画龙点睛的作用。
（3）在讲课过程中，教师根据学生对知识领悟的情况，随时在黑板上绘制一些示意图，或者书写文字、公式等，增强教师驾驭课堂的能力，提升教学质量。
（4）对于教学的难点部分，还可以请学生在黑板上表达。学生可以很方便地在黑板上绘制图形，并借此表达自己对知识点的理解，或者头脑中存在的问题，其他学生和教师参与讨论、评价，这种方法不仅能帮助学生加深对知识的理解，通过课堂讨论，各抒己见，还能诱发学生形象思维能力，勾起学生的求知欲，引起某些思维共鸣，使学习热情高涨，达到事半功倍的作用。通过这类讨论与师生互动，可以明显增强学生对知识的拓展和记忆，甚至让他们终生难忘。
4 在基础教学中板书与多媒体取长补短
机械制造基础的教学目的是使学生学习到常用工程材料及零件加工工艺的知识，获得工艺分析的初步能力，提高创新意识。课堂教学中知识的掌握，工艺分析能力的提升程度是机械制造基础教学的关键，然而，课堂教学需要诱导和启发，也需要师生互动，以提高学生思考及创新的积极性，因此，板书与多媒体在教学中如何运用，还应该从教学内容、教学条件及教学效果出发，选择最有效果的教学方式。
同时，要注意扬长避短，例如：为避免多媒体教学分散学生注意力的问题，教师应该在课前充分准备教学课件，熟知课堂重点难点，设计好课件中每一页面的播放时间和页面间的先后顺序，教学时，教师应该尽量站在投影屏幕附近，讲课时使用教鞭，用教鞭指引投影屏幕上的内容，一边指一边讲。
鉴于机械制造基础课程的特点，课堂教学中应该以板书作为引领，教师在备课过程中，应该深入钻研教材，把教学内容吃透，设计精巧、美观、层次突出的板书，对于概念性强、内容较抽象的部分，可以增加板书教学的比例，学生利用教师板书的时间思考，教师在板书过程中，也应该边书写，边讲解，逐步深入，使学生能跟着教师的思路渐入佳境。对于难点内容或实践性强的部分，应该发挥多媒体教学的长处，利用其多方位、立体性的特点，激发学生学习热情，同时适当安排课堂讨论环节，融洽课堂气氛，加深理解， 提高教学质量。
5 结束语
实践表明，将多媒体与板书相结合，在引领学生学习思路的同时，利用丰富的图像、声音和有动感的动画、录像可开拓学生学习思路，拓展学生视野，激发学习欲望，对于难点部分，开展板书与讨论相结合的师生互动方式，能加深学生对知识的理解，有助于提升学习兴趣，更系统、深入地掌握常用工程材料及零件加工工艺知识，获得工艺分析的初步能力。
参考文献
[1]任正义.机械制造工艺基础[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2]梅瑞斌，齐西伟，李明亚.多媒体与板书在课堂教学中的研究与实践[J].教育教学论坛，2012（2）：83-85.
[3]张正彬，汪日光.工程制图教学中板书画图和多媒体结合的探讨[J].机械制造与自动化，2010，39（5）：71-73.
[4]刘亚朋，王爱兵.多媒体在机械基础课程教学中的应用研究[J].教育探索，2007（12）：131，136.
关键词：机械制造基础 多媒体技术 板书 教学质量
计算机技术在人们生产生活中已得到广泛运用，在校园里更是随处可见，随着教育装备资金投入的增多，多数大学教室配置了多媒体教学设备，多媒体技术在课程教学中的运用越来越广泛和频繁，甚至有的教师在教学中完全依赖投影屏幕，将传统的板书教学彻底放弃。多媒体教学的优势确实非常明显，但我们应该看到，板书教学具有多媒体教学无法比拟的优点。
本文根据机械制造基础课程的特点，研究多媒体技术在机械制造基础课程教学中的作用，分析板书教学对机械制造基础课程教学的促进作用，进而探讨如何将多媒体与板书有效结合，以提高机械制造基础课程教学质量。
1 机械制造基础教学的特点
机械制造基础课程涵盖内容多，包含信息量大。刚入校的大学生普遍存在实践经验匮乏，创新能力较弱等问题，对于工科大学生，在入学初期，让他们顺利完成从书本学习模式向从工程实践和书本中同时获取知识学习模式的转变，并对机械制造全过程建立初步的认识是十分必要的。机械制造基础课程就是担负这项任务的入门课，该课程是研究机器零件常用材料及其加工方法（选择材料→制造毛坯→加工零件）的综合性课程。它可提供工科院校学生在校期间的学习以及将来工程技术实践所需的工程材料及机械制造工艺原理、方法等基础知识。正是由于机械制造基础课程担负着从纯书本学习到兼顾工程学习的过渡任务，因此该课程具有涵盖内容多，包含信息量大的特点。该课程包括材料成型技术基础（热加工）部分的铸造、锻压、焊接，机械加工工艺基础（冷加工）部分的车、钳、铣、刨、磨、特种加工等多类知识内容，相当于十几类专业课的集成[1]。
机械制造基础课程要求多样、直观的教学手段。由于该课程与工程实践紧密相关，课堂教学时，若教师只是在黑板上书写，则会导致课堂气氛沉闷，学生提不起兴趣，许多需要切身体会才能理解的知识很难被接受，更难融进学生的头脑中。例如，讲解积屑瘤的概念及其对切削加工的影响时，学生没见过积屑瘤，也没有真实感受过塑性较好的金属和塑性较差的金属材料，不明白为什么切削塑性较好的金属时，刀尖附近的“滞留层”金属会切屑分离，并被“冷焊”在前刀面上。没有经历过工程实践的学生对部分复杂机械的工作原理和一些加工工艺过程更是难以理解。如讲解冲孔模具结构及工艺性知识时，仅依靠书本图形或教师在黑板上绘制二维视图，学生需要耗费大量的时间和精力才能理解模具的组成及部件间装配关系，空间想象力弱的学生可能直到课程结束都理解不了其中的真实内涵，如果能在课堂中加入实物，并让学生真实接触到典型模具的结构和装配过程，必能使学生的理解大大加深。
2 教学中使用多媒体技术的优势与不足
2.1 多媒体技术在机械制造基础教学中的优势
目前，多媒体教学手段主要是使用计算机放映幻灯片，运用图片、动画、录像、音乐、音响效果等触发学生的感知力，让学生产生求知欲，可以使许多过去在课堂上不易描述的场景轻而易举地得到展现[2]。
幻灯片操作十分方便。用它来展现教学意图，设计问题，调动学生兴趣，活跃课堂气氛等，既有声有色，又方便教学[3]。它能化抽象为生动形象，能将原来在黑板上不易展示的二维图形用计算机绘图软件或工具绘出，并可根据内容需要调整色彩的明暗，辅以变幻莫测的运动路径，图片出现时还可配以不同类型和强度的声音，声形并茂[4]。幻灯片在机械制造基础教学中的运用，使理论与实践知识繁多、内容庞杂、琐碎的课程充满生机，由于学生需要对基本概念和原理理解和掌握，所以该课程不会像数学课那样有大量的公式推导，也不会像工程制图课程那样有诸多典型制图范例需要在课堂上开展师生互动探讨，因此，通过以不同图片展示课堂内容，尤其是重点、难点，并辅以多变的色彩、声音、图像，是提升学生兴趣、增强课堂感染力的有效手段。
使用多媒体辅助教学，还可以在需要时插入典型机械制造工艺或某些展示制造方法的现场录像。录像展示事件发生的真实过程，给人以真实感，具有较强的可信性。在课堂教学中适当播放录像，非常容易激发学生的兴趣和求知欲。特别是一些不常见的加工方法或工艺过程，在一般的小型车间很难见到，将这类加工过程录制下来，对开拓学生视野，增加他们对基本工艺知识的综合理解能力有很大帮助。例如，在讲解电火花特种加工方法时，教材中只能给出电火花加工原理示意图和加工后零件的二维图，学生很难理解为什么电火花加工方法能加工出如此多种类繁多、形态各异的零件，如果教学时插入带有不同工具电极的电火花型腔加工过程以及电火花穿孔加工过程、电火花线切割加工的录像，学生必然对电火花加工原理及应用范围有深刻的理解，有身临其境的感觉，有些学生甚至会感慨电火花加工方法是如此神奇，图1、图2所示为电火花成形和电火花线切割加工画面。
图1 电火花穿孔加工 图2 电火花线切割加工
由于现场录像需要耗费很多人力物力，而且受设备条件等限制，有很多加工机理和工艺过程很难录制下来，相比之下，计算机动画仿真则便捷许多。动画仿真可以通过三维立体图形，从多个角度，辅之以色彩声音、剖视、放大、旋转等手段，动态展示加工机理、概念、工艺原理等难以理解的教学内容。例如，学习刀具静止参考系及刀具标注角度时，仅凭借书本上的投影关系图，学生对参考平面与刀具组成表面、切削刃间的空间位置关系很难有清晰的认识。利用视频动画，将基面（过主切削刃选定点垂直于假定主运动方向的参考平面）和切削平面（过主切削刃选定点，切于切削刃，且垂直于基面的参考平面）在三维刀具模型上给出，再展现过同一主切削刃选定点，垂直于基面和切削平面的用于标注刀具前角和后角的正交平面，学生此时会直观地看到，三个平面是两两垂直、相交于选定点的。当学生充分认识参考平面后，再将正交平面内剖切出来的刀具及基面，切削平面的图像以正视图的形式展现给他们，学生很容易从三维立体空间转换到二维空间，认清前刀面与正交平面的交线，基面与正交平面的交线，发现这两条线相交于选定点，也就认清正交平面内前刀面与基面间存在夹角，即前角。同理，通过视频动画，学生将很容易接受后角定义及前后角的作用。 2.2 多媒体技术在机械制造基础课程教学中的不足
当然，多媒体教学也存在一些不足之处。
2.2.1 多媒体教学使教师自主发挥的空间减少
多媒体教学课件是预先制作好的，课堂给教师即兴发挥的空间很少。例如，讲解刀具标注角度时，概念很多，需要介绍刀具组成、基本参考平面、前角、后角、主副偏角、刃倾角等概念，如果让学生在课堂上记住这些概念。是比较困难的，然而，学生还要理解各标注角度的作用，如果只靠多媒体课件讲解，各种图形、动画、概念和作用机理不可能在同一屏幕中展现，更没有给教师预留根据学生的理解情况随堂绘图的空间，必然导致教学效果不佳。
2.2.2 多媒体教学容易导致学生注意力分散
多媒体教学时，教师要经常操作电脑，导致学生注意力分散。课堂上学生注意力的中心是教师及其所活动的空间范围，有的教室由于教学设备安置不当，教师经常面对计算机的显示器讲课，学生却看着教室前面高悬的投影屏幕，很难直接看到教师的动作表情，师生互动受到严重影响。
2.2.3 学生会产生对多媒体课件的依赖
很多学生认为有课件可依赖，课件上已经列出了课程重点、难点，课堂上不注意听讲，也不做课堂笔记，随堂收获减少。有些学生到课程结束时，还未能理解课程的实质，认为仅复习课件内容就足够了。
3 板书对基础教学的促进作用
在机械制造基础教学过程中，板书有其积极作用。
（1）板书有直观教学的效果。在教师的语言提示下，板书会显得比较形象，容易让学生注意力集中。
（2）板书可以展示课程的重点知识，并有层次性。由于该课程内容琐碎，知识涵盖面广，课堂中更要注意突出重点，黑板不像多媒体投影屏幕那样，内容随教师的讲解随时在变动，板书的内容可以一直保留到一次课结束，因此，如果板书运用适当，将有助于教师突出课程重点，可起到画龙点睛的作用。
（3）在讲课过程中，教师根据学生对知识领悟的情况，随时在黑板上绘制一些示意图，或者书写文字、公式等，增强教师驾驭课堂的能力，提升教学质量。
（4）对于教学的难点部分，还可以请学生在黑板上表达。学生可以很方便地在黑板上绘制图形，并借此表达自己对知识点的理解，或者头脑中存在的问题，其他学生和教师参与讨论、评价，这种方法不仅能帮助学生加深对知识的理解，通过课堂讨论，各抒己见，还能诱发学生形象思维能力，勾起学生的求知欲，引起某些思维共鸣，使学习热情高涨，达到事半功倍的作用。通过这类讨论与师生互动，可以明显增强学生对知识的拓展和记忆，甚至让他们终生难忘。
4 在基础教学中板书与多媒体取长补短
机械制造基础的教学目的是使学生学习到常用工程材料及零件加工工艺的知识，获得工艺分析的初步能力，提高创新意识。课堂教学中知识的掌握，工艺分析能力的提升程度是机械制造基础教学的关键，然而，课堂教学需要诱导和启发，也需要师生互动，以提高学生思考及创新的积极性，因此，板书与多媒体在教学中如何运用，还应该从教学内容、教学条件及教学效果出发，选择最有效果的教学方式。
同时，要注意扬长避短，例如：为避免多媒体教学分散学生注意力的问题，教师应该在课前充分准备教学课件，熟知课堂重点难点，设计好课件中每一页面的播放时间和页面间的先后顺序，教学时，教师应该尽量站在投影屏幕附近，讲课时使用教鞭，用教鞭指引投影屏幕上的内容，一边指一边讲。
鉴于机械制造基础课程的特点，课堂教学中应该以板书作为引领，教师在备课过程中，应该深入钻研教材，把教学内容吃透，设计精巧、美观、层次突出的板书，对于概念性强、内容较抽象的部分，可以增加板书教学的比例，学生利用教师板书的时间思考，教师在板书过程中，也应该边书写，边讲解，逐步深入，使学生能跟着教师的思路渐入佳境。对于难点内容或实践性强的部分，应该发挥多媒体教学的长处，利用其多方位、立体性的特点，激发学生学习热情，同时适当安排课堂讨论环节，融洽课堂气氛，加深理解， 提高教学质量。
5 结束语
实践表明，将多媒体与板书相结合，在引领学生学习思路的同时，利用丰富的图像、声音和有动感的动画、录像可开拓学生学习思路，拓展学生视野，激发学习欲望，对于难点部分，开展板书与讨论相结合的师生互动方式，能加深学生对知识的理解，有助于提升学习兴趣，更系统、深入地掌握常用工程材料及零件加工工艺知识，获得工艺分析的初步能力。
参考文献
[1]任正义.机械制造工艺基础[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2]梅瑞斌，齐西伟，李明亚.多媒体与板书在课堂教学中的研究与实践[J].教育教学论坛，2012（2）：83-85.
[3]张正彬，汪日光.工程制图教学中板书画图和多媒体结合的探讨[J].机械制造与自动化，2010，39（5）：71-73.
[4]刘亚朋，王爱兵.多媒体在机械基础课程教学中的应用研究[J].教育探索，2007（12）：131，136.